El ADN y el ARN: estructura y complementariedad de las bases

Esta lección es parte de Temario de Biología de Décimo año Lección 14 de 36

Por Andrea del Carmen actualizado el 26 de octubre de 2026 12 min de lectura

Casi todas las células de tu cuerpo guardan las instrucciones para fabricar las proteínas que necesitan, desde la hemoglobina que lleva el oxígeno en la sangre hasta las enzimas que aceleran sus reacciones químicas. Esas instrucciones están escritas en una molécula muy larga, el ADN, y se leen con ayuda de otra molécula parecida, el ARN. Las dos pertenecen a un grupo de biomoléculas llamadas ácidos nucleicos.

En esta lección vas a ver de qué está hecho el ADN, por qué sus dos cadenas encajan como piezas de un rompecabezas, en qué se diferencia del ARN, qué son un gen, un alelo y un locus, y cómo se descubrió la doble hélice. Al final verás cómo extraer ADN de frijoles o de fruta en el aula.

Definición

Los ácidos nucleicos son biomoléculas formadas por cadenas de unidades llamadas nucleótidos. El ácido desoxirribonucleico (ADN) es la molécula que transporta la información genética para el desarrollo y el funcionamiento de un organismo. El ácido ribonucleico (ARN), presente en todas las células vivas, participa en la lectura de esa información y en la fabricación de las proteínas.

Los nucleótidos, las piezas de los ácidos nucleicos#

Un ácido nucleico se parece a un collar en el que cada cuenta es un nucleótido. Según el glosario del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de los Estados Unidos (NHGRI), cada nucleótido tiene tres partes:

Un azúcar: la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN. De ahí vienen sus nombres.
Un grupo fosfato, que une el azúcar de un nucleótido con el del siguiente.
Una base nitrogenada, que funciona como la «letra» del mensaje genético.

En el ADN hay cuatro bases: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). El ARN usa tres de ellas, A, C y G, pero en lugar de la timina lleva uracilo (U). El uracilo se encuentra casi exclusivamente en el ARN.

Los azúcares y los fosfatos se alternan y forman el «esqueleto» de cada cadena, y las bases sobresalen hacia un lado. El orden de las bases es la información: así como «amor» y «roma» tienen las mismas letras en distinto orden, dos fragmentos de ADN con las mismas bases pueden llevar mensajes distintos.

La doble hélice y la complementariedad de las bases#

El ADN está formado por dos cadenas enrolladas en forma de doble hélice, como una escalera de caracol. Los pasamanos son los esqueletos de azúcar y fosfato, por fuera, y los peldaños son pares de bases unidas en el centro por puentes de hidrógeno. Cada cadena tiene dos extremos distintos, llamados 5′ y 3′ («cinco prima» y «tres prima»), y las dos corren en sentidos opuestos: frente al extremo 5′ de una queda el extremo 3′ de la otra. Por eso son antiparalelas.

Las bases no se emparejan al azar: la adenina siempre se une con la timina, y la citosina siempre se une con la guanina. Por eso las dos cadenas son complementarias: si conoces la secuencia de una, puedes deducir la de la otra. En el ARN, que no tiene timina, la adenina se empareja con el uracilo.

Fórmula

A — T C — G (en el ARN: A — U)

Regla de complementariedad de las bases nitrogenadas.

Ejemplo. Una cadena de ADN tiene la secuencia A T G C C G T A. ¿Cuál es la secuencia de la cadena complementaria?

Solución. Se cambia cada base por su pareja: A por T, T por A, G por C y C por G. La cadena complementaria, escrita debajo de la original base frente a base (y, por ser antiparalela, corriendo en sentido contrario), es T A C G G C A T. Si aplicas la regla otra vez, vuelves a la cadena original.

Una consecuencia de esta regla se había medido antes de que se conociera la doble hélice. Según el NHGRI, en 1949 el científico Erwin Chargaff mostró que en el ADN la cantidad de adenina es aproximadamente igual a la de timina, y la de citosina, aproximadamente igual a la de guanina. La doble hélice explicó por qué: frente a cada A hay una T y frente a cada C hay una G.

Ejemplo. En una muestra de ADN de doble cadena, el 30 % de las bases son adenina. ¿Qué porcentaje corresponde a cada una de las otras bases?

Solución. Como cada adenina tiene enfrente una timina, hay también un 30 % de timina. Entre las dos suman 60 %, y el 40 % restante se reparte por igual entre citosina y guanina: 20 % de cada una.

ADN y ARN: similitudes y diferencias#

Los dos son ácidos nucleicos formados por nucleótidos, y los dos llevan información escrita en el orden de sus bases. Sus diferencias principales se resumen en esta tabla:

Característica	ADN	ARN
Azúcar	Desoxirribosa	Ribosa
Bases	A, T, C y G	A, U, C y G
Número de cadenas	Dos, enrolladas en doble hélice	Por lo general, una sola
Función principal	Guardar la información genética y transmitirla a la descendencia	Llevar esa información y usarla para fabricar proteínas; algunos ARN regulan la expresión de los genes
Organización y tipos	Se organiza en cromosomas	ARN mensajero (ARNm), ribosómico (ARNr) y de transferencia (ARNt), entre otros

En las células con núcleo, el ADN se guarda en el núcleo; para fabricar una proteína, la célula copia el gen en un ARN mensajero que sale al citoplasma. Hay una excepción importante: según el NHGRI, algunos virus usan el ARN, y no el ADN, como material genético.

Genes, alelos y locus#

El ADN de una célula se organiza en cromosomas, y a lo largo de cada cromosoma hay segmentos con funciones específicas: los genes. Un gen es la unidad básica de la herencia: pasa de los progenitores a la descendencia y lleva información que influye en las características del organismo. La mayoría de los genes contienen las instrucciones para fabricar una proteína o una parte de ella. Según el NHGRI, los seres humanos tienen aproximadamente 20 000 genes que codifican proteínas.

Un mismo gen puede tener versiones distintas, llamadas alelos. Para cada gen de los cromosomas no sexuales, cada persona hereda dos alelos: uno de la madre y otro del padre. Si los dos alelos son iguales, la persona es homocigota para ese gen; si son distintos, es heterocigota.

El locus (en plural, loci) es el lugar físico que ocupa un gen o un segmento de ADN en el genoma. El NHGRI lo compara con una dirección: el cromosoma sería como un país, una región del cromosoma, como una ciudad, y el locus, como la dirección precisa de una persona: su calle.

Ejemplo. En un par de cromosomas homólogos (los dos cromosomas del mismo par, uno de cada progenitor), un gen tiene el alelo A en un cromosoma y el alelo a en el otro. ¿Cuántos genes y cuántos alelos hay, y dónde están?

Solución. Hay un solo gen, con dos alelos distintos, A y a, uno heredado de cada progenitor; por eso la persona es heterocigota para ese gen. Los dos alelos ocupan el mismo locus: la misma posición en cada cromosoma del par.

Cómo se copia el ADN#

Antes de que una célula se divida, tiene que copiar todo su ADN para que cada célula hija reciba un juego completo de cromosomas. Este proceso se llama replicación o duplicación del ADN, y la complementariedad de las bases es su clave: las dos cadenas se separan y cada una sirve de molde para fabricar una cadena nueva, porque frente a cada A solo puede colocarse una T, frente a cada C solo una G, y así sucesivamente.

El resultado son dos moléculas de ADN iguales a la original, y cada una conserva una de las cadenas antiguas junto con una nueva. Watson y Crick lo anticiparon en 1953: en su artículo escribieron que el emparejamiento específico de las bases sugería de inmediato un posible mecanismo de copia del material genético. El trabajo lo hacen unas enzimas llamadas polimerasas, dedicadas a copiar ADN. Según el NHGRI, copiar todo el ADN de una célula humana toma varias horas y produce copias casi perfectas. Los pocos errores que quedan son una fuente de mutaciones.

Watson, Crick y Rosalind Franklin: la historia de la doble hélice#

La forma del ADN no la descubrió una sola persona. Rosalind Franklin y Maurice Wilkins obtuvieron imágenes del ADN por difracción de rayos X, una técnica que hace pasar rayos X a través de una muestra y registra cómo se desvían. Según el NHGRI, esos patrones revelaron una gran simetría y regularidad en la estructura del ADN y dieron pistas importantes sobre sus dimensiones.

Con esa información y con la regla de Chargaff, James Watson y Francis Crick propusieron el modelo de la doble hélice. Lo publicaron en la revista Nature el 25 de abril de 1953, y su modelo se basó en parte en los datos de difracción de rayos X de Wilkins y Franklin.

En 1962, Crick, Watson y Wilkins compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por este trabajo. Rosalind Franklin no fue incluida: había muerto en 1958, y la Fundación Nobel no otorga premios después de la muerte. La doble hélice fue un logro colectivo, y los datos de Franklin fueron parte de su base.

Extracción de ADN en el aula#

El programa del MEP propone extraer ADN de semillas (garbanzos, frijoles o lentejas) u hojas (espinaca, cebolla) con sal, detergente líquido, ablandador de carne o jugo de piña o de papaya, y alcohol etílico al 95 %. Una guía del Museo Nacional del Aire y el Espacio del Smithsonian explica cada paso:

Triturar en una licuadora las semillas con agua fría y un poco de sal (la fruta fresca no necesita agua, pero sí la sal). Esto separa las células unas de otras.
Filtrar la mezcla con un colador fino o un filtro de café, sin romperlo, para quitar los trozos grandes.
Agregar detergente y esperar de 5 a 10 minutos. El detergente separa los lípidos y las proteínas de la membrana de la célula y abre también el núcleo, de modo que el ADN queda libre en el líquido.
Agregar ablandador de carne (o jugo de piña) y mezclar con suavidad. Sus enzimas eliminan las proteínas que rodean al ADN y lo mantienen en su sitio.
Verter despacio alcohol muy frío. El alcohol hace que el ADN se separe de la solución: aparece una masa blanquecina y viscosa que flota y se puede recoger con una varilla o un palillo.

Lo que se ve son muchísimas moléculas de ADN amontonadas, no una doble hélice: según la guía del Smithsonian, esa forma es más pequeña que las ondas de la luz y no se ve ni con un microscopio de luz. Nada de lo que se usa en el laboratorio se come, y el alcohol se mantiene lejos de cualquier llama. Puedes repasar dónde está el núcleo en la lección sobre la célula.

Ponte a prueba#

¿Cuál es la cadena complementaria de la secuencia de ADN T A C G G A T C?#

Se aplica la regla de complementariedad: la timina se empareja con la adenina, la adenina con la timina, la citosina con la guanina y la guanina con la citosina. Base por base: T con A, A con T, C con G, G con C, G con C, A con T, T con A y C con G. Por lo tanto, la cadena complementaria es A T G C C T A G.

¿En qué se diferencian el ADN y el ARN?#

Se diferencian en tres aspectos principales. El ADN tiene el azúcar desoxirribosa y el ARN tiene ribosa. El ADN usa las bases A, T, C y G, mientras que el ARN lleva uracilo (U) en lugar de timina. Además, el ADN tiene dos cadenas enrolladas en doble hélice y el ARN suele tener una sola. El ADN guarda la información genética y el ARN la lleva y la usa para fabricar proteínas.

¿Qué porcentaje de adenina tiene un ADN de doble cadena en el que el 20 % de las bases es citosina?#

La citosina se empareja con la guanina, así que también hay un 20 % de guanina, y entre las dos suman 40 %. El 60 % restante corresponde a adenina y timina, que están en igual cantidad porque cada adenina tiene enfrente una timina. Al repartir ese 60 % en partes iguales, resulta un 30 % de adenina y un 30 % de timina.

¿Por qué Rosalind Franklin no recibió el Premio Nobel de 1962 junto con Watson, Crick y Wilkins?#

Porque había muerto en 1958 y la Fundación Nobel no otorga premios después de la muerte. Sin embargo, sus imágenes de difracción de rayos X, junto con las de Maurice Wilkins, fueron parte de la base del modelo de doble hélice que Watson y Crick publicaron en 1953. Por eso el programa del MEP la estudia junto a ellos como parte del descubrimiento.

¿Qué función cumplen el detergente, el ablandador de carne y el alcohol frío en la extracción de ADN?#

El detergente separa los lípidos y las proteínas de la membrana celular y abre el núcleo, así que el ADN queda libre en el líquido. El ablandador de carne, o el jugo de piña, aporta enzimas que eliminan las proteínas que rodean al ADN. Por último, el alcohol muy frío hace que el ADN se separe de la solución y forme una masa blanquecina que flota y se puede recoger.